FR3141246A1 - IN-SITU FOUR-POINT BENDING TEST OF AN ANGLE - Google Patents
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Abstract
Machine (30) d’essai de flexion quatre points in situ pour mesurer les propriétés mécaniques d’une éprouvette (10) en forme de cornière, comportant : - deux appuis inférieurs (26) qui sont situés dans un premier plan horizontal (P1) et qui sont écartés l’un de l’autre d’une première distance (D1) prédéterminée, - deux appuis supérieurs (28) qui sont situés dans un second plan horizontal (P2) situé au-dessus du premier plan (P2) et qui sont écartés l’un de l’autre d’une seconde distance (D2) prédéterminée inférieure à la première distance (D1), caractérisée en ce qu’elle comprend un bâti (32) fixe en translation et une partie (34) mobile en translation, les appuis inférieurs (26) étant reliés rigidement au bâti (32) qui est destiné à être situé sous l’éprouvette (10), et les appuis supérieurs (28) étant reliés à la partie mobile (34) qui est également destinée à être située sous l’éprouvette (10). Figure pour l’abrégé : Figure 2Four-point in situ bending test machine (30) for measuring the mechanical properties of a specimen (10) in the form of an angle iron, comprising: - two lower supports (26) which are located in a first horizontal plane (P1) and which are spaced from each other by a first predetermined distance (D1), - two upper supports (28) which are located in a second horizontal plane (P2) located above the first plane (P2) and which are spaced from each other by a second predetermined distance (D2) less than the first distance (D1), characterized in that it comprises a frame (32) fixed in translation and a movable part (34) in translation, the lower supports (26) being rigidly connected to the frame (32) which is intended to be located under the specimen (10), and the upper supports (28) being connected to the movable part (34) which is also intended to be located under the test piece (10). Figure for abstract: Figure 2
Description
La présente invention concerne une machine et un procédé d’essai de flexion quatre points in situ pour mesurer les propriétés mécaniques hors-plan d’un matériau à partir d’une éprouvette en forme de cornière, ainsi qu’une installation tomographique comportant cette machine.The present invention relates to an in situ four-point bending test machine and method for measuring the out-of-plane mechanical properties of a material from an angle-shaped specimen, as well as a tomographic installation comprising this machine. .
Dans les zones chaudes de moteur d’avion, les composites à matrice céramique (dont l’acronyme est CMC – tel que du SiC/SiC) sont de bon candidats pour remplacer les superalliages. L’armure tridimensionnelle des CMC est conçue pour optimiser leur tenue mécanique en service. Elle dépend de la géométrie des pièces et de leurs chargements thermomécaniques. La mésostructure comporte alors des zones complexes, par exemple au niveau de coudes ou de jonctions. Une bonne compréhension du comportement thermomécanique dans ces zones est nécessaire pour modéliser, dimensionner et certifier les pièces aéronautiques.In hot areas of aircraft engines, ceramic matrix composites (whose acronym is CMC – such as SiC/SiC) are good candidates to replace superalloys. The three-dimensional armor of the CMC is designed to optimize their mechanical strength in service. It depends on the geometry of the parts and their thermomechanical loading. The mesostructure then includes complex zones, for example at bends or junctions. A good understanding of the thermomechanical behavior in these zones is necessary to model, size and certify aeronautical parts.
La détermination des propriétés hors-plan des matériaux CMC (et la cinétique d’endommagement) est difficile à réaliser car leurs épaisseurs sont fines. Cependant, ces propriétés sont essentielles pour le dimensionnement des pièces. Il existe donc un besoin de déterminer les propriétés hors-plan (et la cinétique d’endommagement) des matériaux CMC (Oxyde/Oxyde, CMC carbure, …) grâce à un essai in-situ de flexion de cornière 4 points sous tomographe.Determining the out-of-plane properties of CMC materials (and the damage kinetics) is difficult to achieve because their thicknesses are thin. However, these properties are essential for part sizing. There is therefore a need to determine the out-of-plane properties (and damage kinetics) of CMC materials (Oxide/Oxide, CMC carbide, etc.) using an in-situ 4-point angle bending test under tomography.
A ce jour, les propriétés mécaniques sens 3 de matériau fin sont déterminés soit par traction sens 3 sur disque collé (ILT :Interlaminar tensile test) soit par essai de flexion de cornière 4 points.To date, the direction 3 mechanical properties of fine material are determined either by direction 3 traction on a glued disc (ILT: Interlaminar tensile test ) or by 4-point angle bending test.
La traction sens 3 (ILT) consiste à découper des disques de diamètre connu (ex : 25mm) et à coller leurs deux faces sur des talons (ex : en aluminium). Ces talons sont ensuite insérés dans une machine de traction. La force à rupture divisée par la surface permet de déterminer la contrainte à rupture en sens 3. Cet essai conduit à une forte variabilité des contraintes à rupture ce qui est préjudiciable pour la détermination des contraintes admissibles dans le matériau. Des améliorations ont été proposées dans les normes correspondantes sans grande réduction de la dispersion.Sense 3 traction (ILT) consists of cutting discs of known diameter (e.g.: 25mm) and gluing their two faces to heels (e.g.: aluminum). These heels are then inserted into a traction machine. The breaking force divided by the surface area makes it possible to determine the breaking stress in direction 3. This test leads to a high variability of the breaking stresses which is detrimental for the determination of the admissible stresses in the material. Improvements have been proposed in the corresponding standards without much reduction in dispersion.
Les essais de flexion de cornière 4 points permettent de solliciter la zone de « coin » en traction sens 3. Cet essai permet de déterminer la contrainte à rupture avec moins de dispersion. Cependant, les machines d’essai de la technique actuelle ne sont pas adaptées pour réaliser les essais sous tomographe. En effet, ces machines sont relativement encombrantes et la cornière est cachée par la machine lors des essais. Il est donc difficile voire impossible de réaliser une tomographie de la cornière lors d’un essai.The 4-point angle bending tests make it possible to stress the “corner” zone in tension direction 3. This test makes it possible to determine the breaking stress with less dispersion. However, current technology testing machines are not suitable for carrying out tomograph testing. In fact, these machines are relatively bulky and the angle is hidden by the machine during the tests. It is therefore difficult or even impossible to carry out a tomography of the angle during a test.
La présente invention propose un perfectionnement simple, efficace et économique qui permet d’optimiser l’encombrement de la machine d’essai et de permettre son utilisation avec une installation tomographique.The present invention proposes a simple, effective and economical improvement which makes it possible to optimize the size of the testing machine and allow its use with a tomographic installation.
L’invention concerne une machine d’essai de flexion quatre points in situ pour mesurer les propriétés mécaniques d’une éprouvette en forme de cornière, cette éprouvette comportant deux ailes reliées à angle droit et comportant une surface intérieure et une surface extérieure, la machine comportant :The invention relates to an in situ four-point bending testing machine for measuring the mechanical properties of a specimen in the form of an angle iron, this specimen comprising two wings connected at right angles and comprising an interior surface and an exterior surface, the machine comprising:
- deux appuis inférieurs qui sont situés dans un premier plan horizontal et qui sont écartés l’un de l’autre d’une première distance prédéterminée, l’éprouvette étant destinée à être positionnée sur ces deux appuis inférieurs de sorte que ces appuis soient au contact de la surface intérieure de l’éprouvette, respectivement sur les deux ailes, et- two lower supports which are located in a first horizontal plane and which are spaced apart from each other by a first predetermined distance, the test piece being intended to be positioned on these two lower supports so that these supports are at the contact of the interior surface of the test piece, respectively on the two wings, and
- deux appuis supérieurs qui sont situés dans un second plan horizontal situé au-dessus du premier plan et qui sont écartés l’un de l’autre d’une seconde distance prédéterminée inférieure à la première distance, ces deux appuis supérieurs étant destinés à être au contact de la surface extérieure de l’éprouvette, respectivement sur les deux ailes,- two upper supports which are located in a second horizontal plane located above the first plane and which are spaced from each other by a second predetermined distance less than the first distance, these two upper supports being intended to be in contact with the exterior surface of the test piece, respectively on the two wings,
caractérisée en ce qu’elle comprend un bâti fixe en translation et une partie mobile en translation par rapport au bâti, les appuis inférieurs étant reliés rigidement au bâti qui est destiné à être situé sous l’éprouvette, et les appuis supérieurs étant reliés à la partie mobile qui est également destinée à être située sous l’éprouvette et qui est déplaçable en direction verticale.characterized in that it comprises a frame fixed in translation and a part movable in translation relative to the frame, the lower supports being rigidly connected to the frame which is intended to be located under the specimen, and the upper supports being connected to the movable part which is also intended to be located under the test piece and which is movable in the vertical direction.
La machine selon l’invention est ainsi configurée pour faciliter son utilisation dans une installation tomographique. En effet, la disposition du bâti et de la partie mobile sous l’éprouvette permet à l’éprouvette d’être située à l’extrémité supérieure de la machine et d’être facilement accessible et visible par le faisceau d’un générateur de rayons X d’une installation tomographique par exemple.The machine according to the invention is thus configured to facilitate its use in a tomographic installation. Indeed, the arrangement of the frame and the movable part under the specimen allows the specimen to be located at the upper end of the machine and to be easily accessible and visible by the beam of a ray generator X of a tomographic installation for example.
La machine selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :The machine according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation from each other, or in combination with each other:
- le bâti comprend une embase inférieure et deux poteaux supérieurs, ces poteaux étant verticaux et espacés l’un de l’autre, les extrémités inférieures des poteaux étant reliées à l’embase et leurs extrémités supérieures étant reliés auxdits appuis inférieurs ;- the frame comprises a lower base and two upper posts, these posts being vertical and spaced apart from each other, the lower ends of the posts being connected to the base and their upper ends being connected to said lower supports;
- le bâti comprend en outre un plateau support rotatif autour d’un axe vertical, l’embase étant fixée sur ce plateau support ;- the frame further comprises a rotating support plate around a vertical axis, the base being fixed on this support plate;
- la partie mobile comprend un élément en U comportant des branches verticales espacées l’une de l’autre et reliées par un pont inférieur, les extrémités supérieures de ces branches étant reliées auxdits appuis supérieurs ;- the movable part comprises a U-shaped element comprising vertical branches spaced from one another and connected by a lower bridge, the upper ends of these branches being connected to said upper supports;
- l’élément en U comprend deux paires de branches, une première paire de branches étant situées sur un premier côté et reliées à un premier des appuis supérieurs, et une seconde paire de branches étant situées sur un second côté et reliées à un second des appuis supérieurs, l’éprouvette étant destinée à passer entre les branches de la première paire et entre les branches de la seconde paire ;- the U-shaped element comprises two pairs of branches, a first pair of branches being located on a first side and connected to a first of the upper supports, and a second pair of branches being located on a second side and connected to a second of the upper supports, the test piece being intended to pass between the branches of the first pair and between the branches of the second pair;
- le pont inférieur de l’élément en U est relié à au moins une tige verticale de guidage ;- the lower bridge of the U-shaped element is connected to at least one vertical guide rod;
- la ou chaque tige de guidage est configurée pour coulisser dans un orifice ou une encoche du bâti ;- the or each guide rod is configured to slide in an orifice or a notch in the frame;
- les appuis inférieurs et supérieurs sont formés par des surfaces cylindriques de doigts cylindriques orientées horizontalement ;- the lower and upper supports are formed by cylindrical surfaces of cylindrical fingers oriented horizontally;
-- l’éprouvette est destinée à être positionnée de sorte que son arête de liaison des ailes soit horizontale ;-- the test piece is intended to be positioned so that its connecting edge of the wings is horizontal;
- ladite partie mobile est équipée d’un capteur de force ;- said mobile part is equipped with a force sensor;
-- les surfaces de l’éprouvette ont une forme en L ou de dièdre.-- the surfaces of the test piece have an L or dihedral shape.
La présente invention concerne également une installation d’essai de flexion quatre points in situ sous tomographie pour mesurer les propriétés mécaniques d’une éprouvette en forme de cornière, cette installation comportant un générateur de rayons X, un détecteur plan orienté verticalement et relié à un système informatique d’acquisition et de traitement de données, et une machine telle que décrite ci-dessus située entre le générateur de rayons X et le détecteur plan.The present invention also relates to an in situ four-point bending test installation under tomography for measuring the mechanical properties of a test piece in the form of an angle iron, this installation comprising an X-ray generator, a plane detector oriented vertically and connected to a computer system for data acquisition and processing, and a machine as described above located between the X-ray generator and the plane detector.
La bonne connaissance des conditions aux limites et des mécanismes d’endommagent via la tomographie permet de réduire les incertitudes de mesure et apporte un plus pour la compréhension du comportement de la pièce.Good knowledge of boundary conditions and damage mechanisms via tomography makes it possible to reduce measurement uncertainties and provides added value for understanding the behavior of the part.
L’invention concerne en outre un procédé d’essai de flexion quatre points in situ pour mesurer les propriétés mécaniques d’une éprouvette en forme de cornière, ce procédé étant mis en œuvre au moyen d’une machine ou d’une installation telle que décrite ci-dessus, l’éprouvette étant réalisée en matériau composite à matrice céramique.The invention further relates to an in situ four-point bending test method for measuring the mechanical properties of a specimen in the form of an angle iron, this method being implemented by means of a machine or installation such as described above, the specimen being made of composite material with a ceramic matrix.
Le procédé comprend par exemple une étape de déplacement en translation de la partie fixe vis-à-vis dudit bâti. Le procédé comprend par exemple une étape de déplacement en rotation du plateau autour de son axe.The method comprises for example a step of moving in translation the fixed part with respect to said frame. The method comprises for example a step of rotating the plate around its axis.
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages will emerge from the following description of a non-limiting embodiment of the invention with reference to the appended drawings in which:
On se réfère d’abord à la
Ce type d’essai permet de mesurer les propriétés mécaniques d’une éprouvette 10 en forme de cornière.This type of test makes it possible to measure the mechanical properties of a test piece 10 in the shape of an angle iron.
Une éprouvette 10 de ce type comporte deux ailes 12 reliées à angle droit et comportant une surface intérieure 14 et une surface extérieure 16. Chacune de ces surfaces 14, 16 a une forme générale en L ou de dièdre.A test piece 10 of this type comprises two wings 12 connected at right angles and comprising an interior surface 14 and an exterior surface 16. Each of these surfaces 14, 16 has a general L-shaped or dihedral shape.
Cet essai fait l’objet d’une norme ASTM dont la référence est D6415/D6415M. L’homme du métier a connaissance de cette norme qui ne sera donc pas détaillée dans ce qui suit.This test is the subject of an ASTM standard whose reference is D6415/D6415M. Those skilled in the art are aware of this standard which will therefore not be detailed in what follows.
L’essai est réalisé au moyen d’une machine 20 qui est schématiquement représentée par deux parties 22, 24 dans la
Les appuis 26, 28 sont au nombre de quatre de façon à former les quatre points d’appui de l’essai. Il y a deux appuis inférieurs 26 et deux appuis supérieurs 28. Les deux appui inférieurs 26 sont disposés sous l’éprouvette 10 et destinés à prendre appui sur sa surface intérieure 14. Les deux appui supérieurs 28 sont disposés sur l’éprouvette 10 est destinés à prendre appui sur sa surface extérieure 16.The supports 26, 28 are four in number so as to form the four support points of the test. There are two lower supports 26 and two upper supports 28. The two lower supports 26 are arranged under the specimen 10 and intended to bear on its interior surface 14. The two upper supports 28 are arranged on the specimen 10 and are intended to rest on its exterior surface 16.
La partie 22 est une partie inférieure qui est située sous l’éprouvette 10 et qui porte les appui inférieurs 26. Les appuis inférieurs 26 sont situés dans un premier plan horizontal P1 et sont écartés l’un de l’autre d’une première distance D1 prédéterminée.Part 22 is a lower part which is located under the test piece 10 and which carries the lower supports 26. The lower supports 26 are located in a first horizontal plane P1 and are spaced apart from each other by a first distance D1 predetermined.
L’éprouvette 10 est positionnée sur les appuis 26 de sorte que ces appuis soient au contact de la surface intérieure 14 de l’éprouvette, respectivement sur les deux ailes 12.The specimen 10 is positioned on the supports 26 so that these supports are in contact with the interior surface 14 of the specimen, respectively on the two wings 12.
La partie 24 est une partie supérieure qui est située au-dessus de l’éprouvette 10 et qui porte les appui supérieurs 28. Les appuis supérieurs 28 sont situés dans un second plan horizontal P2 qui est situé au-dessus de du premier plan P1, et sont écartés l’un de l’autre d’une seconde distance D2 prédéterminée qui est inférieure à la première distance D1.Part 24 is an upper part which is located above the test piece 10 and which carries the upper supports 28. The upper supports 28 are located in a second horizontal plane P2 which is located above the first plane P1, and are spaced from each other by a second predetermined distance D2 which is less than the first distance D1.
Les appuis supérieurs 28 sont au contact de la surface extérieure 16 de l’éprouvette 10, respectivement sur les deux ailes 12.The upper supports 28 are in contact with the exterior surface 16 of the specimen 10, respectively on the two wings 12.
En position d’essai, l’éprouvette 10 est positionnée de sorte que son arête ou coin de liaison des ailes 12 soit de préférence horizontale.In the test position, the test piece 10 is positioned so that its connecting edge or corner of the wings 12 is preferably horizontal.
Comme on le voit à la
Les figures 2 et 3 illustrent un premier mode de réalisation d’une machine d’essai 30 selon l’invention.Figures 2 and 3 illustrate a first embodiment of a testing machine 30 according to the invention.
La particularité de cette machine 30 est qu’elle comprend un bâti 32 fixe en translation et une partie 34 mobile en translation par rapport au bâti 32 contrairement à la technique antérieure précitée dans laquelle les deux parties 22, 24 sont mobiles.The particularity of this machine 30 is that it comprises a frame 32 fixed in translation and a part 34 movable in translation relative to the frame 32 unlike the aforementioned prior technique in which the two parts 22, 24 are movable.
Les appuis inférieurs 26, similaires à ceux décrits dans ce qui précède, sont reliés rigidement au bâti 32 qui est destiné à être situé sous l’éprouvette 10.The lower supports 26, similar to those described above, are rigidly connected to the frame 32 which is intended to be located under the test specimen 10.
Les appuis supérieurs 28, similaires à ceux décrits dans ce qui précède, sont reliés à la partie mobile 34 qui est également destinée à être située sous l’éprouvette 10 et qui est déplaçable en direction verticale (flèche F3).The upper supports 28, similar to those described above, are connected to the movable part 34 which is also intended to be located under the test piece 10 and which is movable in the vertical direction (arrow F3).
Comme évoqué dans ce qui précède, cette configuration de la machine 30 permet à l’éprouvette 10 de rester accessible et visible par un tomographe.As mentioned in the above, this configuration of the machine 30 allows the test piece 10 to remain accessible and visible by a tomograph.
Le bâti 32 comprend une embase inférieure 36 et deux poteaux supérieurs 38.The frame 32 comprises a lower base 36 and two upper posts 38.
Les poteaux 38 sont verticaux et espacés l’un de l’autre. Les extrémités inférieures des poteaux 38 sont reliées à l’embase 36 et leurs extrémités supérieures sont reliées aux appuis inférieurs 26. Dans l’exemple représenté, les appuis inférieurs 26 sont formés par des surfaces cylindriques de doigts cylindriques orientés horizontalement. Ces doigts ont un diamètre prédéterminé. Ils sont de préférence réalisés dans un matériau ayant un faible niveau d’absorption des rayons X et pouvant résister à des hautes températures.The posts 38 are vertical and spaced from one another. The lower ends of the posts 38 are connected to the base 36 and their upper ends are connected to the lower supports 26. In the example shown, the lower supports 26 are formed by cylindrical surfaces of cylindrical fingers oriented horizontally. These fingers have a predetermined diameter. They are preferably made of a material with a low level of X-ray absorption and which can withstand high temperatures.
Le bâti 32 comprend en outre un plateau support 40 rotatif autour d’un axe vertical A. L’embase 36 est fixée sur ce plateau support 40 qui peut avoir une forme générale circulaire ou de disque.The frame 32 further comprises a support plate 40 rotating around a vertical axis A. The base 36 is fixed on this support plate 40 which can have a generally circular or disc shape.
La partie 34 est mobile en translation en direction verticale de préférence le long de l’axe A de rotation du plateau support 40.Part 34 is movable in translation in the vertical direction preferably along the axis A of rotation of the support plate 40.
La partie 34 comprend un élément en U 42 comportant des branches verticales 44, 46 espacées l’une de l’autre ou les unes des autres et reliées par un pont inférieur 48.Part 34 comprises a U-shaped element 42 comprising vertical branches 44, 46 spaced from one another or from each other and connected by a lower bridge 48.
Les extrémités supérieures des branches 44, 46 sont reliées aux appuis supérieurs 28. Dans l’exemple représenté, les appuis supérieurs 28 sont formés par des surfaces cylindriques de doigts cylindriques orientés horizontalement. Ces doigts ont un diamètre prédéterminé. Ils sont de préférence réalisés dans un matériau ayant un faible niveau d’absorption des rayons X et pouvant résister à des hautes températures.The upper ends of the branches 44, 46 are connected to the upper supports 28. In the example shown, the upper supports 28 are formed by cylindrical surfaces of cylindrical fingers oriented horizontally. These fingers have a predetermined diameter. They are preferably made of a material with a low level of X-ray absorption and which can withstand high temperatures.
Dans l’exemple représenté, l’élément en U 42 comprend deux paires de branches, les branches 44a, 44b d’une première paire étant situées sur un premier côté et reliées à un premier des appuis supérieurs 28, et les branches 46a, 46b d’une seconde paire étant situées sur un second côté et reliées à un second des appuis supérieurs 28.In the example shown, the U-shaped element 42 comprises two pairs of branches, the branches 44a, 44b of a first pair being located on a first side and connected to a first of the upper supports 28, and the branches 46a, 46b of a second pair being located on a second side and connected to a second of the upper supports 28.
Comme on le voit à la
Le pont inférieur 48 de l’élément en U 42 est relié à au moins une tige verticale de guidage 50. La ou chaque tige 50 est configurée pour coulisser dans un orifice ou une encoche du bâti 32.The lower bridge 48 of the U-shaped element 42 is connected to at least one vertical guide rod 50. The or each rod 50 is configured to slide in an orifice or a notch of the frame 32.
Comme on le voit à la
Ces tiges 50 sont au nombre de deux dans l’exemple représenté. Elles sont parallèles à l’axe A et à distance l’une de l’autre. Elles traversent des orifices de l’embase 36 et du plateau support 40.There are two of these rods 50 in the example shown. They are parallel to axis A and at a distance from each other. They pass through holes in the base 36 and the support plate 40.
Les extrémités supérieures des tiges 50 sont reliées à l’élément en U et leurs extrémités inférieures sont situées sous le bâti 32 et en particulier le plateau support 40, et sont configurées pour être reliées à un actionneur 52.The upper ends of the rods 50 are connected to the U-shaped element and their lower ends are located under the frame 32 and in particular the support plate 40, and are configured to be connected to an actuator 52.
L’actionneur 52 est par exemple du type hydraulique ou du type moteur/réducteur avec vis sans fin, bien que cet aspect ne soit pas limitatif.The actuator 52 is for example of the hydraulic type or of the motor/reducer type with endless screw, although this aspect is not limiting.
La partie mobile 34 est de préférence équipée d’un capteur de force 53 (placé par exemple en série) permettant d’enregistrer l’effort transmis par l’actionneur 52The mobile part 34 is preferably equipped with a force sensor 53 (placed for example in series) making it possible to record the force transmitted by the actuator 52
Les figures 4 et 5 illustrent une variante de réalisation de la machine 30. Cette variante diffère du précédent mode de réalisation essentiellement en ce que le bâti 32 est moins encombrant et comprend une embase 36 comportant des encoches de guidage des tiges 50 de la partie mobile 34.Figures 4 and 5 illustrate a variant embodiment of the machine 30. This variant differs from the previous embodiment essentially in that the frame 32 is less bulky and includes a base 36 comprising notches for guiding the rods 50 of the movable part 34.
Les figures 6a et 6b montrent que la distance D1, la distance D2 ou les distances D1 et D2 peuvent être ajustées.Figures 6a and 6b show that distance D1, distance D2 or distances D1 and D2 can be adjusted.
Dans la figure 6a, les appuis inférieurs 26 sont à la distance D1 l’un de l’autre et les appuis supérieurs 28 sont à la distance D2 l’un de l’autre. Dans la figure 6b, les appuis supérieurs 28 ont été davantage éloignés l’un de l’autre et sont à la distance D2’ supérieure à D2.In Figure 6a, the lower supports 26 are at the distance D1 from each other and the upper supports 28 are at the distance D2 from each other. In Figure 6b, the upper supports 28 have been further apart from each other and are at the distance D2' greater than D2.
La
La machine 30 est représentée de manière simplifiée dans la
L’installation 60 comporte en outre un tomographe ou générateur 62 de rayons X et un détecteur plan 64 orienté verticalement et relié à un système informatique 66 d’acquisition et de traitement de données.The installation 60 further comprises a tomograph or X-ray generator 62 and a plane detector 64 oriented vertically and connected to a computer system 66 for data acquisition and processing.
Le générateur 62 produit un faisceau 68 de rayons X qui traversent l’éprouvette 10 et qui est projeté sur le détecteur plan 64.The generator 62 produces a beam 68 of X-rays which passes through the test tube 10 and which is projected onto the plane detector 64.
Les figures 8a et 8b montrent que la machine 30 est particulièrement conçue pour ne pas perturber la propagation du faisceau 68. Les appuis supérieurs 28 sont par exemple déplacés pour éviter d’être dans le champ de ce faisceau 68. Ceci permet de dégager le rayon ou le sommet de l’éprouvette 10 et de limiter le « bruit » généré par les appuis.Figures 8a and 8b show that the machine 30 is particularly designed not to disturb the propagation of the beam 68. The upper supports 28 are for example moved to avoid being in the field of this beam 68. This makes it possible to clear the beam or the top of the test piece 10 and to limit the “noise” generated by the supports.
Les figures 9a et 9b montrent que l’encombrement du montage doit être réduit au maximum afin de rapprocher au maximum le montage d’essais de la source de rayon X et d’obtenir ainsi la meilleure résolution possible pour les images et ce quelle que soit l’orientation du montage (cercle circonscrit rouge).Figures 9a and 9b show that the overall dimensions of the assembly must be reduced as much as possible in order to bring the test assembly as close as possible to the X-ray source and thus obtain the best possible resolution for the images, whatever the the orientation of the assembly (red circumscribed circle).
Enfin, les figures 10a à 10c sont des images d’une éprouvette 10 obtenues par l’installation tomographique 60 lors d’un essai de flexion quatre points in situ.Finally, Figures 10a to 10c are images of a test piece 10 obtained by the tomographic installation 60 during an in situ four-point bending test.
Les images sont prises lors d’un même essai, à trois instants différents.The images are taken during the same test, at three different times.
La première image à l’instant t1 (correspondant par exemple à un premier chargement) montre une initiation d’une fissure dans la zone Z1 (1erendommagement). La seconde image à l’instant t2 (correspondant par exemple à un deuxième chargement) montre une propagation de la fissure dans la zone Z1. La troisième à l’instant t3 (correspondant par exemple à un chargement à rupture) montre des délaminages dans la zone Z1 et dans d’autres zones Z2.The first image at time t1 (corresponding for example to a first loading) shows the initiation of a crack in zone Z1 ( 1st damage). The second image at time t2 (corresponding for example to a second loading) shows propagation of the crack in zone Z1. The third at time t3 (corresponding for example to a loading to rupture) shows delaminations in zone Z1 and in other zones Z2.
Dans encore une autre variante non représentée, l’essai pourrait être réalisé à chaud c’est-à-dire à haute température. Dans ce cas, l’éprouvette pourrait être chauffée directement par résistivité ou induction. L’éprouvette serait alors chauffée par effet joule en faisant passer un courant électrique.In yet another variant not shown, the test could be carried out hot, that is to say at high temperature. In this case, the test piece could be heated directly by resistivity or induction. The test tube would then be heated by the Joule effect by passing an electric current.
Claims (11)
- deux appuis inférieurs (26) qui sont situés dans un premier plan horizontal (P1) et qui sont écartés l’un de l’autre d’une première distance (D1) prédéterminée, l’éprouvette (10) étant destinée à être positionnée sur ces deux appuis inférieurs (26) de sorte que ces appuis soient au contact de la surface intérieure (14) de l’éprouvette (10), respectivement sur les deux ailes (12), et
- deux appuis supérieurs (28) qui sont situés dans un second plan horizontal (P2) situé au-dessus du premier plan (P2) et qui sont écartés l’un de l’autre d’une seconde distance (D2) prédéterminée inférieure à la première distance (D1), ces deux appuis supérieurs (28) étant destinés à être au contact de la surface extérieure (16) de l’éprouvette (10), respectivement sur les deux ailes (12),
caractérisée en ce qu’elle comprend un bâti (32) fixe en translation et une partie (34) mobile en translation par rapport au bâti (32), les appuis inférieurs (26) étant reliés rigidement au bâti (32) qui est destiné à être situé sous l’éprouvette (10), et les appuis supérieurs (28) étant reliés à la partie mobile (34) qui est également destinée à être située sous l’éprouvette (10) et qui est déplaçable en direction verticale.Four-point in situ bending testing machine (30) for measuring the mechanical properties of a specimen (10) in the form of an angle iron, this specimen (10) comprising two wings (12) connected at right angles and comprising an interior surface (14) and an exterior surface (16), the machine (30) comprising:
- two lower supports (26) which are located in a first horizontal plane (P1) and which are spaced from each other by a first predetermined distance (D1), the test piece (10) being intended to be positioned on these two lower supports (26) so that these supports are in contact with the interior surface (14) of the test piece (10), respectively on the two wings (12), and
- two upper supports (28) which are located in a second horizontal plane (P2) located above the first plane (P2) and which are spaced apart from each other by a second predetermined distance (D2) less than the first distance (D1), these two upper supports (28) being intended to be in contact with the exterior surface (16) of the specimen (10), respectively on the two wings (12),
characterized in that it comprises a frame (32) fixed in translation and a part (34) movable in translation relative to the frame (32), the lower supports (26) being rigidly connected to the frame (32) which is intended to be located under the specimen (10), and the upper supports (28) being connected to the movable part (34) which is also intended to be located under the specimen (10) and which is movable in the vertical direction.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR2210988A FR3141246A1 (en) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | IN-SITU FOUR-POINT BENDING TEST OF AN ANGLE |
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FR2210988A FR3141246A1 (en) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | IN-SITU FOUR-POINT BENDING TEST OF AN ANGLE |
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FR3141246A1 true FR3141246A1 (en) | 2024-04-26 |
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ID=84887552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR2210988A Pending FR3141246A1 (en) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | IN-SITU FOUR-POINT BENDING TEST OF AN ANGLE |
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Citations (3)
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FR2114217A5 (en) * | 1970-11-20 | 1972-06-30 | Sanca | |
CN106610359A (en) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 宝鸡石油钢管有限责任公司 | Four-point bending test device for pipe full-size evaluation |
US20220252528A1 (en) * | 2019-07-25 | 2022-08-11 | Shimadzu Techno-Research, Inc. | X-ray ct apparatus |
-
2022
- 2022-10-24 FR FR2210988A patent/FR3141246A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2114217A5 (en) * | 1970-11-20 | 1972-06-30 | Sanca | |
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